基于Easy Screen的故障診斷界面開發

韓廣亮 肖真詩

(沈陽機床股份有限公司設計研究院實驗室，遼寧沈陽 110142)

目前，我國機床行業大多數使用的西門子數控系統是西門子的標準數控系統，不能滿足某些用戶對數控系統的特殊需求。西門子公司為用戶提供了很多系統開發工具，充分利用這些開發工具，可以幫助用戶開發出自己的用戶界面和實現特殊的加工工藝，可以使機床制作商針對用戶需求開發出具有自己特色的數控機床產品，從而提高企業競爭力［1］。

本文是在西門子828D數控系統的基礎上，利用德國西門子公司提供的二次開發軟件Easy Screen，針對實際機床用戶需要而開發的機床故障診斷界面。該二次開發界面可以實現機床用戶對數控機床的整體結構進行監控，實時發現機床某個功能部件的問題，并根據界面的內容提示查找問題的所在，進行相應的處理，可以使機床用戶節約維修時間，提高生產效率。

1 Easy Screen簡介

Easy Screen(ES)是西門子公司專門為機床制作商或機床用戶提供的一款數控系統二次開發軟件，可以應用到西門子828D、840D SL等數控系統中。通過ES，機床制造商和用戶可以根據需求，在西門子數控系統的HMI上設計出自己的用戶界面，實現特殊的功能。ES允許用戶在西門子系統CUSTOM主菜單下開發5級子菜單，每級子菜單的基本結構跟西門子系統原有的結構完全相同，包括8個水平按鍵和8個垂直按鍵，完全可以滿足用戶對數控系統HMI二次開發的需求。運用ES可以在西門子數控系統上實現下述功能［2］:

(1)可以在HMI上顯示新的頁面，頁面內容可以包括操作軟鍵、變量、文本信息和幫助文本信息、圖片及幫助顯示等。

(2)可以通過點按HMI上的操作軟鍵，打開新的系統顯示頁面，可以在不同頁面間進行數據交換。

(3)修改HMI上系統頁面的內容，主要包括編輯及刪除頁面上的軟鍵，定義及設計變量區域，插入、交換或刪除顯示的文本信息，插入、交換或刪除頁面中的圖形。

(4)可以對顯示頁面、輸入變量的值、選擇軟鍵、退出頁面等操作進行初始化。

(5)可以讀取NC、PLC及用戶數據，也可以向NC、PLC及用戶數據中寫入新的數據，還可以對這些數據進行算術運算等操作。

(6)根據用戶的權限不同設置不同的保護級別。

另外在應用ES時需要注意，用戶所用到的變量不能與西門子系統及PLC中的變量重名。

2 故障診斷界面設計

本次的機床故障診斷界面是針對機床用戶而開發設計的，根據普通機床用戶的需求，所開發的界面必須具有直觀、形象的特點。本文在西門子828D數控系統的基礎上，以臥式鏜銑加工中心HMC63c為對象，應用二次開發軟件ES，通過讀取機床PLC的外部輸入輸出點狀態及西門子系統內部的相關參數，判斷機床整體及各個功能部件的工作狀態。同時添加機床PLC報警信息，如果機床出現故障，將以報警文本的形式提示用戶故障所在的具體位置及相關的解決方法。

2.1 機床總攬界面設計

臥式鏜銑加工中心HMC63c的主要功能部件包括主軸、潤滑單元、交換站、液壓站、排屑器、刀庫、轉臺、氣動、冷卻系統等，根據其特點，所開發的故障診斷界面主要由機床總攬及各功能部件工作狀態兩部分組成。根據直觀、形象的設計準則，機床總攬部分的界面設計以圖形顯示的形式為主，如圖1所示。通過點按西門子系統HMI主菜單下的第7個水平按鈕(西門子預留)，就可以進入故障診斷界面的機床總攬部分，用戶可以根據總攬界面實時監控數控機床的整體及各功能部件的工作狀態，每個功能部件都由紅顏色和綠顏色兩個狀態燈進行監控，其中綠顏色的狀態燈表示機床該功能部件工作正常，如果機床某個功能部件出現問題，相應的紅色狀態燈將以閃爍的方式提醒用戶該功能部件工作在非正常狀態，用戶可以通過點按下面水平按鈕中對應的功能部件進入其具體工作狀態監控界面，在各個功能部件的工作狀態監控界面中，用戶可以準確、直觀地看到問題的所在，并可以根據報警信息及幫助文本對相應的問題進行處理。

2.2 各功能部件界面設計

上面已經提到過，通過點按機床總攬界面下方的水平按鈕，用戶即可進入各個功能部件的工作狀態監控界面。各功能部件的診斷界面由左右兩部分組成，其中左面部分是該功能部件的圖片，右邊部分是用來顯示該功能部件的具體工作狀態。以主軸界面和潤滑界面為例，如圖2、圖3所示，其中水平按鍵上面對應某個功能部件的背景色為藍顏色表示該界面為當前界面。該診斷界面主要通過讀取機床外部PLC的I/O點信息及西門子系統內部相關參數來監控各功能部件的工作狀態，例如主軸診斷界面中可以通過讀取西門子系統參數實現對主軸轉速的監控，通過讀取PLC的狀態實現對主軸檔位、主軸恒溫箱及主軸刀具進行監控，潤滑診斷界面中可以通過讀取西門子系統參數實現對潤滑時間、潤滑間隔時間及潤滑方式的監控，通過讀取PLC的狀態對潤滑電動機、潤滑壓力及潤滑液位進行監控。診斷界面中灰顏色、紅顏色和綠顏色的狀態燈分別表示不同的狀態，用戶可以根據各個狀態燈的顏色判斷其工作狀態，十分直觀。

3 結語

本文所開發的數控機床故障診斷界面以臥式鏜銑加工中心HMC63c為例，該診斷界面也可以應用到其他西門子828D系統的數控機床上，只需要根據其特點修改相應的I/O點即可。該界面是針對機床用戶的，當機床出現一些問題時，機床用戶通過該診斷頁面能夠在工作現場直觀、快速地發現機床的問題所在，并可以根據PLC幫助信息及自身的經驗對機床的某些故障進行處理，可以提高用戶的工作效率，降低維修成本。

［1］吳艷花.基于VB下西門子840D數控系統界面二次開發［D］.蘭州:蘭州理工大學，2005.

［2］SIEMENS.Commissioning manual base software and HMI sl［Z］.2009.